[實用新型]一種用于控制立式機床主軸箱熱變形的空冷裝置

無效

• 申請號: 201020245570.4
• 申請日: 2010-07-01
• 公開（公告）號: CN201693189U
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 蔣書運
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B23B19/00
• 分類號: B23B19/00;B23Q11/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本實用新型涉及一種用于控制立式加工機床(包括立式加工中心、立式車床、鉆床和銑床等)主軸箱熱變形的空氣冷卻裝置，屬于機床熱設計技術領域。

背景技術

為提高機床的生產效率，主軸向著高速化大功率方向發展，主軸軸承與驅動電機產生較大熱量，導致機床部件產生不均勻的溫度場從而產生熱變形，熱效應嚴重影響機加工的精度。軸承產生的熱量可以通過油氣潤滑的壓縮空氣帶走，這種方式能夠有效減少傳遞到機床主軸箱的熱量；而電機產生的熱量除了自帶冷卻風扇吹散一部分，剩下的大部分則通過電機端面轉移到主軸箱，使得主軸箱產生不均勻的溫度場，結構發生熱變形，導致主軸端面漂移。

為了消除熱效應對機床加工精度的影響，目前最有效的途徑是通過建立具體機床的熱誤差模型，預測熱誤差并在數控系統中實現實時補償，但是需要許多溫度傳感器及相應的數據采集系統，且所建立的熱誤差模型不具有通用性，實施成本很高，未得到廣泛應用。

實用新型內容

發明目的：本實用新型的目的在于克服現有技術中的不足，提供了一種降溫效果好的用于控制立式機床主軸箱熱變形的空冷裝置。

技術方案：本實用新型所述的用于控制立式機床主軸箱熱變形的空冷裝置，包括主軸電機、主軸箱和立柱，所述主軸箱外設置有罩體，所述罩體與所述主軸箱形成封閉空間并將所述主軸電機包蓋；所述罩體的上端設置有冷卻風扇及通風孔；所述主軸電機與所述主軸箱之間設置有墊塊，使得所述主軸電機與所述主軸箱之間形成通風孔，墊塊可選擇隔熱塊或散熱塊，墊塊的材料和尺寸根據主軸電機的溫度選擇；所述主軸箱和所述立柱上適當的部位開有通風孔，上述所有的通風孔形成一個回路。主軸箱和立柱上的通風孔與主軸電機與主軸箱之間的通風孔以及罩體上端的通風孔形成一個通風道，外界的空氣從主軸箱和立柱上的通風孔進入通風道，從罩體上端的通風孔排出，使空氣按設計的路線流動，強迫冷卻驅動電機、主軸箱和立柱導軌。

所述所述冷卻風扇為軸流式風扇，其轉速可根據機床關鍵部位的工作溫升自動調節。

在所述主軸箱的頂部和所述立柱的導軌處還設置有傳感器，所述傳感器與所述冷卻風扇連接，如實時地檢測主軸箱體頂部和立柱導軌處的工作溫度，當溫度超過某一設定值，風扇將會啟動，并根據溫升趨勢，調節風扇速度。

有益效果：本實用新型與現有技術相比，其有益效果為：(1)本實用新型相對于熱誤差補償，采用冷卻空氣強迫對流換熱，具有技術方案簡單，適應性好，維護簡單等優點；(2)本實用新型裝置通過風扇對驅動主軸的電機和機床主軸箱部件進行強迫空氣冷卻，降低主軸箱系統的溫度，通過增加隔熱塊減少電機向主軸箱體傳遞的熱量，最終使主軸箱溫度分布均勻，達到提高機床熱穩定性的目的；(3)本實用新型裝置可用于立式加工中心、立式車床、鉆床和銑床等立式機床，以某加工中心主軸箱為例，安裝此套強迫空氣冷卻裝置后，主軸箱系統整體溫升降低，主軸箱體配合面溫度下降，頂面到底面間的溫差明顯減小，主軸端面的位移量降低了20％。

附圖說明

附圖是本實用新型實施例產品的結構示意圖，圖中箭頭表示風向。

具體實施方式

下面結合附圖，對最佳實施例進行詳細說明，但是本實用新型的保護范圍不局限于所述實施例。

實施例：如圖所示，一種用于控制立式機床主軸箱熱變形的空冷裝置，包括主軸電機3、主軸箱5和立柱6，所述主軸箱5外設置有罩體1，所述罩體1與所述主軸箱5形成封閉空間并將所述主軸電機3包蓋；所述罩體1的上端設置有軸流式風扇2及通風孔，軸流式風扇2的轉速可根據機床關鍵部位的工作溫升自動調節；所述主軸電機3與所述主軸箱5之間設置有隔熱塊4，使得所述主軸電機3與所述主軸箱5之間形成通風孔，所述主軸箱5和所述立柱6的正面和側面上開有通風孔，上述通風孔形成回路。主軸箱和立柱上的通風孔與主軸電機與主軸箱之間的通風孔以及罩體上端的通風孔形成一個通風道，外界的空氣從主軸箱和立柱上的通風孔進入通風道，從罩體上端的通風孔排出，使空氣按設計的路線流動，強迫冷卻驅動電機、主軸箱和立柱導軌。

在所述主軸箱5的頂部和所述立柱6的導軌處還設置有傳感器，所述傳感器與所述冷卻風扇2連接，如實時地檢測主軸箱體頂部和立柱導軌處的工作溫度，當溫度超過某一設定值，風扇將會啟動，并根據溫升趨勢，調節風扇速度。

熟知本領域的人士將理解，雖然這里為了便于解釋已描述了具體實施例，但是可在不背離本實用新型精神和范圍的情況下做出各種改變。因此，除了所附權利要求之外，不能用于限制本實用新型。